CN211719058U - 工业机器人应用实训系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种工业机器人应用实训系统，其包括：立体仓库、堆垛机、AGV输送线、工业机器人、装配平台。本实用新型的工业机器人应用实训系统能够实现工件的仓储、输送、周转、装配，有利于学生了解并掌握工业机器人的工作模式，提高学生的实际操作技能。

Description

工业机器人应用实训系统

技术领域

本实用新型涉及实训教学领域，尤其涉及一种工业机器人应用实训系统。

背景技术

机器人实训台是一种既能胜任机电类专业教学实验，又能进行相关专业职业技能训练、考评的平台。在实际工业生产中，经常需要面临工件的输送和装配的作业，对此需要对相关人员进行培训。因此，针对工件的输送和装配的实训教学，有必要提出进一步的解决方案。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种工业机器人应用实训系统，以克服现有技术中存在的不足。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种工业机器人应用实训系统，其包括：立体仓库、堆垛机、AGV输送线、工业机器人、装配平台；

所述立体仓库包括：物料架和托盘，所述物料架包括：两个相对设置的架体、设置于所述架体之间的支撑件，所述托盘搁置于位于同一高度的两个支撑件上；

所述堆垛机位于所述立体仓库的一侧，其包括：机架、物料叉、提升机构、行走机构、上轨道、下轨道，所述物料叉由设置于所述机架顶部的提升机构驱动进行升降运动，所述机架通过设置于底部的行走机构驱动于所述立体仓库的一侧进行移动；

所述AGV输送线设置于所述堆垛机运动行程的一侧，其包括：AGV运载机器人、磁条、链式输送机、托盘架、视觉检测照相机，所述AGV运载机器人沿设置于地面的磁条于所述堆垛机和链式输送机之间进行往复运动，所述托盘架位于所述链式输送机的一侧，所述视觉检测照相机位于所述链式输送机的另一侧；

所述工业机器人位于所述链式输送机和装配平台之间，所述工业机器人具有末端工具，其由所述工业机器人带动进行移动和/或旋转，所述末端工具包括：一吸盘工具头和一夹爪工具头；

所述装配平台包括：板链式输送机、设置于所述板链式输送机的输送板链上的成品库、备件库、装配单元，所述装配单元包括：基板、设置于所述基板上的多个定位气缸，所述成品库和备件库为一适于放置待装配工件的托板。

作为本实用新型的工业机器人应用实训系统的改进，任一侧的架体包括：外部的框架、连接所述框架上端和下端自左而右间隔设置的多个竖撑，相对设置的架体的竖撑对应设置，任一相对的一组竖撑的两侧自上而下对称设置有所述支撑件，所述托盘搁置于两个竖撑上位于同一高度的两个支撑件上。

作为本实用新型的工业机器人应用实训系统的改进，所述物料叉包括：连接板、设置于所述连接板上滑动台，所述滑动台由设驱动机构带动，所述驱动机构包括设置于所述滑动台下方的旋转电机，所述旋转电机带动所述滑动台靠近或者远离所述物料架运动。

作为本实用新型的工业机器人应用实训系统的改进，所述旋转电机的电机轴上套装有一齿轮，所述滑动台的下表面设置有与所述齿轮相配合的齿条，所述齿条沿所述滑动台的长度方向延伸设置。

作为本实用新型的工业机器人应用实训系统的改进，所述提升机构包括：提升电机、链轮、第一链条、上导向轮，所述提升电机通过一传送带与一传动轴进行联动，所述链轮安装于所述传动轴上，所述第一链条绕过所述链轮，其一端连接至所述连接板的滑块上，另一端连接至一配重块上，所述上导向轮集成于所述行走机构的壳体上，并分布于所述上轨道的两侧以及下方。

作为本实用新型的工业机器人应用实训系统的改进，所述行走机构包括：行走电机、主动行走轮、下导向轮，所述行走电机与所述主动行走轮传动连接，所述主动行走轮压在所述下轨道上，所述下导向轮水平布置且固定于行走机构壳体的下方，所述下导向轮分布于所述下轨道的两侧，并能够沿所述下轨道进行导向滚动。

作为本实用新型的工业机器人应用实训系统的改进，所述AGV运载机器人上还搭载有输送线，所述链式输送机位于所述磁条的下游端，其具有传输托盘的第二链条，所述第二链条与所述AGV运载机器人上的输送线的高度保持大致一致。

作为本实用新型的工业机器人应用实训系统的改进，所述链式输送机还具有光源，该光源位于所述第二链条的下方，所述视觉检测照相机的镜头位于所述光源的上方。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的工业机器人应用实训系统能够实现工件的仓储、输送、周转、装配，有利于学生了解并掌握工业机器人的工作模式，提高学生的实际操作技能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的工业机器人应用实训系统的立体示意图；

图2为图1中立体仓库和堆垛机的立体放大图；

图3为图1中AGV输送线的立体放大图；

图4为图1中工业机器人的立体放大图；

图5为图1中装配平台的立体放大图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-5所示，本实用新型的的工业机器人应用实训系统包括：立体仓库1、堆垛机2、AGV输送线3、工业机器人4、装配平台5。

在示例性的实施例中，所述立体仓库1包括：物料架11、托盘。

本实施例中，所述物料架11包括：两个相对设置的架体111、设置于所述架体111之间的支撑件112。任一侧的架体111包括：外部的框架1111、连接所述框架1111上端和下端自左而右间隔设置的多个竖撑1112。相对设置的架体111的竖撑1112对应设置，任一相对的一组竖撑1112的两侧自上而下对称设置有所述支撑件112，所述托盘搁置于两个竖撑1112上位于同一高度的两个支撑件112上。所述支撑件112宽度方向的截面形状为L形，任一支撑件112的两端通过一T字形的连接件固定于所述竖撑1112上。所述托盘上还设置有适于工件放置的凹槽，所述凹槽根据工件的形状及数量进行对应设置。

在示例性的实施例中，所述堆垛机2位于所述立体仓库1的一侧，其包括：机架21、物料叉22、提升机构23、行走机构24、滑轨25、上轨道26、下轨道27。

本实施例中，所述物料叉22包括：连接板221、设置于所述连接板221 上滑动台222，所述滑动台222由设驱动机构带动，所述驱动机构包括设置于所述滑动台222下方的旋转电机，所述旋转电机带动所述滑动台222靠近或者远离所述物料架11运动。具体而言，所述旋转电机的电机轴上套装有一齿轮，所述滑动台222的下表面设置有与所述齿轮相配合的齿条，所述齿条沿所述滑动台的长度方向延伸设置。从而，当旋转电机工作时，依靠齿轮和齿条的传动关系，带动所述滑动台222进行运动。

在示例性的实施例中，所述提升机构23驱动所述物料叉22进行升降运动。所述滑轨25设置于所述机架21上，所述物料叉22在提升机构23的带动下沿所述滑轨25进行滑动，相应的，所述连接板221上设置有沿所述滑轨 25滑动的滑块。所述提升机构23安装于所述机架21的顶部，其包括：提升电机231、链轮、第一链条232、上导向轮233。所述提升电机231通过一传送带与一传动轴进行联动，所述链轮安装于所述传动轴上，所述第一链条232 绕过所述链轮，其一端连接至所述滑块上，另一端连接至一配重块上。所述上导向轮233集成于所述行走机构24的壳体上，并分布于所述上轨道26的两侧以及下方。从而，当所述堆垛机2行走时，所述上导向轮233沿所述上轨道26进行导向滚动。

在示例性的实施例中，所述行走机构24驱动所述堆垛机2沿所述下轨道 27进行运动，其设置于所述机架21的底部，其包括：行走电机241、主动行走轮、下导向轮242。所述行走电机241与所述主动行走轮传动连接，所述主动行走轮压在所述下轨道27上。所述下导向轮242水平布置且固定于行走机构24壳体的下方，所述下导向轮242分布于所述下轨道27的两侧，并能够沿所述下轨道27进行导向滚动。从而，当行走电机241工作时，主动行走轮依靠摩擦力带动所述堆垛机2进行移动，同时下导向轮242随所述主动行走轮的滚动进行同步导向滚动。

在示例性的实施例中，所述AGV输送线3设置于所述堆垛机2运动行程的一侧，其包括：AGV运载机器人31、磁条32、链式输送机33、托盘架34、视觉检测照相机35。

本实施例中，所述AGV运载机器人31上还搭载有输送线311，所述磁条 32设置于地面上，所述AGV运载机器人31沿所述磁条32进行运动。所述链式输送机33位于所述磁条32的下游端，其具有传输托盘的第二链条331，所述第二链条331与所述AGV运载机器人31上的输送线311的高度保持大致一致。如此，以便于由AGV运载机器人31运载的托盘周转至链式输送机33上。所述链式输送机33还具有光源，该光源位于所述第二链条331的下方。所述视觉检测照相机35用于对托盘上工件进行检测，包括检测是否有工件、工件的形状等。所述视觉检测照相机35位于所述链式输送机33的一侧，且所述视觉检测照相机35的镜头位于所述光源的上方。所述托盘架34位于所述链式输送机33的另一侧。

所述工业机器人4用于实现工件在链式输送机33和装配平台5之间的周转，以及工件的装配。所述工业机器人4位于所述链式输送机33的一侧，并靠近其下游端设置。所述工业机器人模块化设置，其安装于一底座41上，所述工业机器人的运动形成覆盖所述链式输送机33和装配平台5。所述工业机器人可采用现有的型号为ABB IRB120的工业机器人。

所述工业机器人4的还具有末端工具42，其由所述工业机器人4带动进行移动和/或旋转，该末端工具42包括：一吸盘工具头和一夹爪工具头。其中，吸盘工具头用于吸取空托盘放置到所述托盘架34中，夹爪工具有将托盘上的工件周转至所述装配平台5。所述吸盘工具头和夹爪工具头的转换通过末端工具42的枢转实现。

在示例性的实施例中，所述装配平台5包括：板链式输送机51、设置于所述板链式输送机51的输送板链上的成品库52、备件库53、装配单元54。

本实施例中，所述成品库52用于放置装配好的成品，该成品库52为一其上设置有放置凹槽的托板。所述备件库53用于放置需要装配的零件，该备件库53为一其上设置有与工件形状相对应的多个型槽的托板。所述装配单元 54包括：基板541、设置于所述基板541上的多个定位气缸542，其中一个气缸542辅助工业机器人4固定住正在装配的工件，其余气缸542用于固定等待装配的工件。

通过本实用新型的系统进行实训时，堆垛机从立体仓库中取出其上放置有工件的托盘，直接由堆垛机送至AGV运载机器人车载输送线上。AGV运载机器人沿磁导航轨迹行至链式输送机处停止，托盘与工件沿车载输送线运行至链式输送机上。链式输送机运行，托盘与工件经对射光电传感器检测停止在视觉检测照相机下方，视觉检测照相机检测工件位置、形状等信息，检测结果主控记录，为后续作业做准备。

检测完毕，托盘与工件继续沿链式输送机传输，经定位阻挡和光电传感器检测停止在搬运装配工业机器人抓取工位处。与此同时，板链式输送机运行，并根据主控反馈使板链式输送机上相应工位(II号暂存工位、III号装配工位、IV号成品工位)停止在搬运装配工业机器人放料工位处(即当前III 号工位，板链式输送机上安装有备件库、装配平台、成品库，分别对应于II、 III、IV工位。前方来料时，搬运装配工业机器人拾取工件优先搬运至装配平台相应气缸内，若前方来料装配平台已有，搬运装配工业机器人拾取工件至备件库暂存。待工件装配完毕，末端工具吸取装配完成工件至成品库存储)。

具体地，工业机器人动作，末端工具吸取链式输送机托盘上工件搬运至板链式输送机装配平台气缸内。与此同时，装配平台上气缸动作，气缸夹紧工件。末端工具拾取链式输送机上托盘搬运至托盘架内。

按照上述流程前方不断来料，并经定位阻挡和光电传感器检测停止在搬运装配工业机器人抓取工位处。末端工具吸取工件至装配平台相应气缸内，气缸动作夹紧工件。末端工具拾取链式输送机上托盘搬运至托盘架。末端工具拾取工件至装配平台相应气缸内，气缸动作夹紧工件。末端工具拾取链式输送机上托盘搬运至托盘架。末端工具吸取工件至装配平台相应气缸内，气缸动作夹紧工件。气缸松开，末端工具吸取工件至装配平台工件处完成工件与工件的装配作业。气缸松开，末端工具吸取工件至装配平台工件处完成工件与子装配体(工件+工件)的装配作业。气缸松开，末端工具吸取工件至装配平台工件处完成工件与子装配体的装配作业。板链式输送机运行，成品工位停止在搬运装配工业机器人放料工位处，末端工具吸取装配完成工件至成品库存储，末端工具拾取链式输送机上托盘搬运至托盘架。至此，装配实训作业完成。

综上所述，本实用新型的工业机器人应用实训系统能够实现工件的仓储、输送、周转、装配，有利于学生了解并掌握工业机器人的工作模式，提高学生的实际操作技能。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种工业机器人应用实训系统，其特征在于，所述工业机器人应用实训系统包括：立体仓库、堆垛机、AGV输送线、工业机器人、装配平台；

所述立体仓库包括：物料架和托盘，所述物料架包括：两个相对设置的架体、设置于所述架体之间的支撑件，所述托盘搁置于位于同一高度的两个支撑件上；

所述堆垛机位于所述立体仓库的一侧，其包括：机架、物料叉、提升机构、行走机构、上轨道、下轨道，所述物料叉由设置于所述机架顶部的提升机构驱动进行升降运动，所述机架通过设置于底部的行走机构驱动于所述立体仓库的一侧进行移动；

所述AGV输送线设置于所述堆垛机运动行程的一侧，其包括：AGV运载机器人、磁条、链式输送机、托盘架、视觉检测照相机，所述AGV运载机器人沿设置于地面的磁条于所述堆垛机和链式输送机之间进行往复运动，所述托盘架位于所述链式输送机的一侧，所述视觉检测照相机位于所述链式输送机的另一侧；

所述工业机器人位于所述链式输送机和装配平台之间，所述工业机器人具有末端工具，其由所述工业机器人带动进行移动和/或旋转，所述末端工具包括：一吸盘工具头和一夹爪工具头；

所述装配平台包括：板链式输送机、设置于所述板链式输送机的输送板链上的成品库、备件库、装配单元，所述装配单元包括：基板、设置于所述基板上的多个定位气缸，所述成品库和备件库为一适于放置待装配工件的托板。

2.根据权利要求1所述的工业机器人应用实训系统，其特征在于，任一侧的架体包括：外部的框架、连接所述框架上端和下端自左而右间隔设置的多个竖撑，相对设置的架体的竖撑对应设置，任一相对的一组竖撑的两侧自上而下对称设置有所述支撑件，所述托盘搁置于两个竖撑上位于同一高度的两个支撑件上。

3.根据权利要求1所述的工业机器人应用实训系统，其特征在于，所述物料叉包括：连接板、设置于所述连接板上滑动台，所述滑动台由设驱动机构带动，所述驱动机构包括设置于所述滑动台下方的旋转电机，所述旋转电机带动所述滑动台靠近或者远离所述物料架运动。

4.根据权利要求3所述的工业机器人应用实训系统，其特征在于，所述旋转电机的电机轴上套装有一齿轮，所述滑动台的下表面设置有与所述齿轮相配合的齿条，所述齿条沿所述滑动台的长度方向延伸设置。

5.根据权利要求3所述的工业机器人应用实训系统，其特征在于，所述提升机构包括：提升电机、链轮、第一链条、上导向轮，所述提升电机通过一传送带与一传动轴进行联动，所述链轮安装于所述传动轴上，所述第一链条绕过所述链轮，其一端连接至所述连接板的滑块上，另一端连接至一配重块上，所述上导向轮集成于所述行走机构的壳体上，并分布于所述上轨道的两侧以及下方。

6.根据权利要求1所述的工业机器人应用实训系统，其特征在于，所述行走机构包括：行走电机、主动行走轮、下导向轮，所述行走电机与所述主动行走轮传动连接，所述主动行走轮压在所述下轨道上，所述下导向轮水平布置且固定于行走机构壳体的下方，所述下导向轮分布于所述下轨道的两侧，并能够沿所述下轨道进行导向滚动。

7.根据权利要求1所述的工业机器人应用实训系统，其特征在于，所述AGV运载机器人上还搭载有输送线，所述链式输送机位于所述磁条的下游端，其具有传输托盘的第二链条，所述第二链条与所述AGV运载机器人上的输送线的高度保持大致一致。

8.根据权利要求7所述的工业机器人应用实训系统，其特征在于，所述链式输送机还具有光源，该光源位于所述第二链条的下方，所述视觉检测照相机的镜头位于所述光源的上方。

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